岩巷综掘工作面综合防尘技术探析
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作者: 时萌萌
摘 要：近几年来，随着采掘机械化程度和开采强度的提高，井下作业场所粉尘浓度急剧增加，特别是岩巷综掘工作面，大量高浓度粉尘悬浮于矿井空气中，对作业人员的身体健康构成危害，并降低了工作面能见度，制约着巷道的掘进速度与安全，因此，岩巷综掘防尘已成为矿区粉尘防治工作的重中之重。本文从岩巷综掘工作面粉尘的危害谈起，重点分析岩巷综掘工作面综合防尘技术，为构建以人为本、和谐、环保矿区提供了重要的理论指导。
关键词：岩巷；综掘工作面；综合防尘
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.082
0 引言
随着采掘机械化程度的不断提高，综掘机得到了广泛运用，岩巷掘进产生含致矽肺的高浓度游离二氧化硅粉尘，加速了机械的磨损，影响掘进的工作效率，严重威胁着矿井的安全生产和一线工人的身心健康。因此，综掘岩巷粉尘防治已成为各方关注的重大课题。为此研究适合全岩巷综掘面生产条件下的高效防尘系统，有效降低工作面粉尘浓度，对于保证矿井的安全高效生产和保护作业人员的身心健康均具有十分重要的现实意义。
1 岩巷综掘工作面粉尘的危害分析
（1）降低工作环境的能见度。在矿井的一些工作环境中，由于粉尘的浓度较高，工作面的能见度比较低，在这种情况之下进行作业，会造成员工的误操作，从而导致出现工伤事故；（2）污染工作环境。对矿井员工的身体健康构成危害，且产尘和采掘场所的员工会得尘肺病；（3）加快磨损机械设备。在矿山提高自动化与机械化水平的影响之下，矿尘会影响到机械设备，浓度较高的粉尘不但能够加快磨损机械设备，而且会使精密仪器的使用年限缩短；（4）导致煤尘爆炸。当矿井当中的空气到达相应浓度的情况下，会导致煤尘爆炸，煤尘爆炸的浓度范围跟引火源的温度、类比以及煤的粒度、成分相关，在国有煤矿当中的大部分的矿井煤尘具备爆炸的危险。
2 岩巷综掘工作面综合防尘技术分析
（1）泡沫除尘技术的原理及其成效。泡沫除尘技术的原理：泡沫除尘要求根据适宜的比例混合发泡剂和水，再应用泡沫发生器，在很多泡沫出现之后，在尘源上喷洒，有些情况下会向含尘的空气当中喷洒，在喷洒泡沫到料堆之上产尘点的情况下，使没有空隙的泡沫体遮挡一部分尘源，从而实现湿润与抑制粉尘的效果。在含尘的空气当中喷洒泡沫的时候，不少的泡沫群出现，总体积和表面积处在十分大的状态，这增加了粘附性和接触面，从而能够大大地提升除尘效率。
泡沫除尘技术的成效：想要验证泡沫的除尘成效，应当对巷道迎头产尘范围的产尘量进行科学地测定，测定结果证实，应用泡沫除尘前，迎头产尘区的呼尘浓度和全尘浓度各自是280mg/m3、422mg/m3；泡沫除尘的应用使呼尘浓度和全尘浓度各自实现了162mg/m3、280mg/m3，从而实现了理想的成效。
（2）除尘风机短压长抽附壁风筒调风技术的原理及其成效。除尘风机短压长抽附壁风筒调风技术的原理：例如，将2×30kW的局扇正压供风应用于底抽巷，在风筒出口，其风量常常可以实现416m3/min，在迎头位置，增设KCS-408ZZ型除尘风机之后，往往可以实现380m3/min的吸风量。应当保障除尘风机能够对巷道迎头风流当中的粉尘进行有效地吸收，确保达到最为理想的除尘成效，这个时候在风筒位置增设附壁风筒。根据附壁风筒当中的挡板加以调整，从而使迎头供风量降低，确保有效地匹配迎头供风量与除尘风机吸风量。一些实验证实：当除尘风机吸风口距迎头4m的情况下，风筒出风口距迎头10m，实现230m3/min的风筒出口风量的时候，除尘风机的除尘效率最大。
除尘风机短压长抽附壁风筒调风装置除尘效果：迎头综掘机割岩的情况下，应当调整附壁风筒当中的挡板，确保实现230m3/min的迎头供风量，以及保障侧壁实现186m3/min的出风量，在除尘风机出风口向外5m的地方，开启和关闭除尘风机，以及在迎头风量减少的时候，对巷道当中的粉尘进行积极地监测。可以发现，底抽巷在不应用附壁风筒调节迎头风量的情况下，仅仅打开除尘风机的时候，仅仅可以实现42.01%的降尘率以及43%的呼尘降尘率。借助附壁风筒调节除尘风机吸风量和迎头供风量两者之间的联系之后，可以实现70.82%的全尘降尘率，并且也可以实现64.68%的呼尘降尘率64.68%，因而具备理想的效果。
（3）水幕帘降尘技术的原理及其成效。水幕帘降尘系统常常处在巷道迎头向后50m～150m的位置，对三道挡尘帘进行安装，以及增加水气两相喷雾和自动喷雾降尘设施，从而使湿尘、捕尘、降尘的效果实现。这种系统设备不但具备挡尘帘、高压水质过滤器，还涵盖防爆电磁阀、主控制箱、粉尘浓度传感器。水幕帘降尘系统的工作原理是：重点借助挡尘帘阻挡风流当中的粉尘，以使粉尘处在挡尘帘之上，再通过喷雾设备对挡尘帘进行洗刷，从而向巷道底板之上流挡尘帘之上的粉尘，这样进行循环，最后不但使捕尘与降尘的成效实现，而且达到湿尘的目的。水幕帘降尘技术的成效：应当验证水幕帘降尘的成效，在掘进巷道的情况下，在防尘帘前后20m的位置选择四个侧地点，重点是测量巷道当中的粉尘浓度。结合水幕帘降尘系统的工作成效，以及结合测定的数据可以发现，除了没有应用粉尘抑制剂和启动尘风机的情况下，其中，对运移粉尘过程当中的自降因素进行了忽略。第一道水幕帘的降尘效率是0%的呼尘与18.4%的全尘；第二道水幕帘的降尘效率是48%的呼尘与51%的全尘；而第三道水幕帘的降尘效率是32%的呼尘与1%的全尘。总而言之，三道水幕帘的综合降尘效率是65%的呼尘与76%的全尘。
3 结论
综合防尘体系在岩巷综掘工作面的成功应用证明，说明了该防尘体系适用于全岩巷掘进，有效地治理了掘进过程中的粉尘灾害，大幅度改善了工人作业环境，降低煤矿职工矽肺病的发病率。总起来说，综合除尘技术，对矿井粉尘灾害的防治具有重要的现实意义。
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作者简介：时萌萌（1988-），男，山东单县人，本科，助理工程师，主要从事工程技术员工作。
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